Question

在“探究恒力做功与动能改变的关系”实验中，某实验小组采用如图甲所示的装置．实验步骤如下：
①把纸带的一端固定在小车的后面，另一端穿过打点计时器
②改变木板的倾角，以重力的一个分力平衡小车及纸带受到的摩擦力
③用细线将木板上的小车通过一个定滑轮与悬吊的砂桶相连
④接通电源，放开小车，让小车拖着纸带运动，打点计时器就在纸带上打下一系列的点，测出x、x₁、x₂（如图乙所示），查得打点周期为T．
判断重力的一个分力是否已与小车及纸带受到的摩擦力平衡的直接证据是    ；实验还需直接测量的物理量是：    ．（并用相应的符号表示）探究结果的表达式是    ．（用相应的符号表示）

Answer

平衡摩擦力是用重力的下滑分量来平衡小车受到的摩擦力，故最简洁的方法是调节木板倾角，使小车恰能匀速下滑；本题“探究恒力做功与动能改变的关系”，则要知道恒力的大小，和小车的动能，所以要测量小车的质量M、砂及砂桶的质量m；要探究的结论是合外力做的功等于小车动能的变化量．
【解析】
如果已经平衡好摩擦力，则此时小车做匀速运动，纸带上点迹间距应该相等．
本题“探究恒力做功与动能改变的关系”，则要知道恒力的大小，和小车的动能，所以要测量小车的质量M、砂及砂桶的质量m
合外力对小车做的功为W=mgx
小车从A运动到B动能的变化量=M（）2-M（）2  
所以探究结果的表达式是mgx=M（）2-M（）2  
故答案为：纸带上点迹间距相等；小车的质量M、砂及砂桶的质量m；mgx=M（）2-M（）2